June 22,2018

유전자가위 더 정교해진다…효율 향상 기술 고안

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기초과학연구원(IBS)은 김진수 유전체 교정 연구단장 연구진이 크리스퍼 유전자가위의 효율을 저해하는 요인을 새롭게 규명했다고 23일 밝혔다.

크리스퍼 유전자가위는 원하는 부위의 유전물질(DNA)을 자르고 교정할 수 있는 도구다.

DNA 중 편집해야 할 염기서열을 찾아 주는 안내자인 ‘가이드 리보핵산(gRNA)’과 표적 지점을 자르는 ‘절단효소’로 구성된다.

선천적 난치성 질환을 다루는 유전자 치료법이나 농작물 품종 개량 등에 유전자가위를 적용할 수 있다.

연구진은 유전자가위 복합체를 세포에 주입할 때, 면역반응이 일어나 유전자 변이 효율이 떨어지는 문제에 주목했다.

gRNA 말단에 붙은 인산그룹이 외부물질로 인식되면서 세포 내 면역반응이 유발되는 것으로 보고 관련 실험을 진행했다.

실제 연구진은 복합체 형태의 유전자가위가 세포에 주입되면 DDX58 면역 유도 수용체가 gRNA 말단 인산그룹을 외부물질로 인식해 즉각적으로 면역체계를 발동시킨다는 것을 확인했다.

DDX58 면역 유도 수용체가 세포 사멸을 일으키는 인자인 ‘유형Ⅰ인터페론’을 활성화하기 때문이라고 연구진은 설명했다.

이를 바탕으로 연구진은 gRNA 말단의 인산그룹을 제거해 면역반응을 피하는 방식을 고안했다.

인산그룹이 제거된 gRNA와 절단효소를 결합해 만든 유전자가위 복합체는 면역반응이 나타나지 않았다.

나아가 인산그룹이 제거된 유전자가위를 T 면역세포 내 CCR5 유전자에 적용해 95% 변이 효율을 달성했다.

CCR5 유전자는 후천성면역결핍증(AIDS) 원인 바이러스인 HIV의 수용체로 알려졌다.

AIDS 환자 T 면역세포의 CCR5 유전자를 제거하면 면역세포 기능에 영향을 주지 않으면서도 HIV 감염에 저항성을 부여할 수 있을 것으로 연구진은 기대하고 있다.

연구진은 “gRNA 말단의 인산그룹을 제거하는 공정은 간단하면서도 저렴하게 진행할 수 있다”며 “AIDS 세포치료제 등 유전자가위를 사용하는 다양한 치료법에 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.

성과를 담은 논문은 이날 국제 학술지 ‘지놈 리서치’(Genome Research) 온라인판을 통해 발표됐다.

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